大型城市综合体地下工程刚柔性防水结合施工技术

发表时间:2020/9/1   来源:《工程管理前沿》2020年第13期   作者:朱明华 张秀川 赵宝
[导读] 本文介绍了刚性防水+柔性防水的综合防水体系在大型城市综合体的应用情况,对刚柔性防水的施工工艺、技术特点及质量控制措施进行了详细的研究和总结,希望为类似工程提供借鉴。
        摘要:某大型城市综合体超大深基坑工程位于软土地区海河之畔,地下水丰富,水位较高,基底标高接近第一承压水层,水头压力大,加之工程地处城市中心地带,周边环境复杂,为确保地下工程施工安全,地下工程采用临时地下连续墙进行分仓式设计,临时地下连续墙拆除后在基础底板及地下室外墙留下2m宽超长贯穿后浇带,给地下防水工程施工质量带来了严峻的考验。本文介绍了刚性防水+柔性防水的综合防水体系在大型城市综合体的应用情况,对刚柔性防水的施工工艺、技术特点及质量控制措施进行了详细的研究和总结,希望为类似工程提供借鉴。
关键词:分仓式地下结构;超宽后浇带;刚性防水;柔性防水
1 工程概况
        某大型城市综合体工程地处城市中心地带,地上八层,地下五层,框架剪力墙结构,总建筑面积为203300㎡,其中地下建筑面积66200㎡,,地上建筑面积137100㎡,基坑面积13000㎡,基坑深度19.060m,属超大深基坑工程。
        鉴于工程复杂的周边环境,为确保地下工程施工安全,基坑中部设置十字交叉型临时地下连续墙进行分仓设计,分仓后各区单独先后施工。待地下工程全部施工完毕,临时地下连续墙拆除后,再行完成基础底板及地下室外墙后浇带位置防水闭合施工,如图1所示。

图1 基坑中部超宽后浇带平面图
2 地质概况
        根据地质工程勘察报告,地层编号为⑥1和⑥4的粉质粘土,呈现软塑状态,该性状的土较难降水,开挖时含水量往往较大;地层编号⑩1,主要为杂填土、粉质粘土及粘土,该土层泌水性差、强度低,且扰动后易形成“橡皮土”。相关土层自上而下分述之,如表1所示:





3 水文地质概况
        该工程场区可划分为3个水文地质岩组,与工程相关水层含水量丰富,且基底距离第一承压水层较近。水层分布如图2所示:

图2 水层分布
4 防水工程设计概况
        该工程地下防水等级为Ⅱ级。其中,基础底板防水做法为迎水面采用4mm厚自粘聚合物改性沥青聚酯胎防水卷材(预铺反粘)+1200mm厚C40 P8抗渗混凝土底板;地下室外墙防水做法为背水面采用1mm厚水泥基渗透结晶型防水涂料+C40 P8抗渗混凝土外墙;地下室顶板防水做法为迎水面采用4mm厚自粘聚合物改性沥青聚酯胎防水卷材+20mm厚防水砂浆找平层+180mm厚C40 P6抗渗混凝土顶板。
5 防水施工难点
        5.1地下水丰富,水位高
        该工程地处软土地区,海河之畔,地下土主要为粉土和粉质黏土,土质较软,含水率高,静止水位埋深为1.20m~1.70m,抗浮设计水位为大沽2.00m,相当于正负零以下-1.00m,对工程防水质量提出了很高的要求。
        5.2基底埋深深,承压水头压力大
        该工程基底底标高为-18.81m,局部达-21.80m,而根据地勘报告该工程第一承压水顶标高为-16.60m,地下结构局部位于承压水层内,水头压力大,防水形势严峻。
        5.3分仓后浇带防水闭合难度高
        为保证地下工程施工安全,工程基坑中部采用临时地下连续墙进行分仓设计,分仓地下连续墙拆除时间晚,2m宽超长后浇带封闭时间晚,为地下防水薄弱环节,极易产生渗漏风险,为该工程施工一大难点。
        5.4防水薄弱点多,防水节点复杂
        该工程基坑内设置有1038根灌注桩、97根格构柱、98口降水井、4道水平外墙施工缝、8道竖向外墙施工缝,该部位均为防水施工薄弱点位,防水质量要求高。
6 防水工程施工工艺流程
        6.1自粘聚合物改性沥青聚酯胎防水卷材施工工艺流程

        6.2水泥基渗透结晶型防水涂料施工工艺流程

7 关键节点防水施工技术
        7.1基础底板分仓地下连续墙处后浇带防水施工技术[3]
        分仓地下连续墙处后浇带基础底板采取倒牛腿做法,地下连续墙剔除较晚,底板下卷材柔性防水在底板下无法闭合,对此研究采用刚性防水弥补这一不足,具体做法如图3所示:    
        (1)剔除倒牛腿处60mm地下连续墙保护层,在倒牛腿处地下连续墙上涂刷水泥基渗透结晶型防水材料,1.5kg/m2,厚度不小于1.0mm,延伸至底板下两侧300mm宽,和一层10mm厚聚合物水泥防水砂浆,延伸至底板下两侧500mm宽,并在倒牛腿中部设置遇水膨胀止水条,在倒牛腿部位形成一层刚性防水保护。
        (2)将底板基础底板4mm厚自粘聚合物改性沥青自聚酯胎防水卷材施工至地下连续墙处,并采用密封材料做封头处理,与刚性防水材料形成有效搭接。
        (3)在后浇带底部及两侧涂刷水泥基渗透结晶型防水材料,1.5kg/m2,厚度不小于1.0mm,延伸至底板下两侧300mm宽,并在后浇带两侧中间部位设置300mm宽3mm厚钢板止水带,进一步完善该部位防水体系。
        (4)在后浇带部位浇筑C45P8补偿收缩混凝土,增加该部位的密实性,确保该部位防水万无一失。



图3 基础底板分仓地下连续墙处后浇带防水做法
        7.2地下室外墙分仓地下连续墙处后浇带防水施工技术
        地下室外墙后浇带处地连墙剔凿较晚,混凝土不同时浇筑不利于结构连接的密实性,为保证该部位防水的连续性和质量,在地下室外墙后浇带两侧中部设置300mm宽3mm厚钢板止水带增加该部位渗流路径;在地下室外墙后浇带内部及两侧涂刷一层水泥基渗透结晶型防水材料,1.5kg/m2,厚度不小于1.0mm,并于地下室外墙内侧防水连接形成一个整体,将该部位渗漏风险隔绝在地下室外墙外侧,提高防水质量[1]。同时,在后浇带处浇筑C45P8补偿收缩混凝土,严控结构自防水,如图4所示。

图4 地下室外墙分仓地下连续墙处后浇带防水做法
        7.3地下连续墙与基础底板交界处防水施工技术
        地下连续墙与基础底板交界处钢筋密集,节点复杂,基础底板柔性卷材外防水难以保证防水质量,地下室刚性内防水与基础底板柔性卷材外防水闭合困难,对此,研究应用了如下施工技术,如图5所示:
        (1)通过在与基础底板交界处地下连续墙上涂刷水泥基渗透结晶型防水材料,1.5kg/m2,厚度不小于1.0mm,向上延伸出底板300mm高,向下延伸至底板内500mm宽,在地下连续墙上形成一道刚性防水,并将底板4mm厚自粘聚合物改性沥青自聚酯胎防水卷材施工至地下连续墙处,采用密封材料做封头处理,与刚性防水材料形成有效搭接。
        (2)在预埋钢筋位置设置遇水膨胀止水条,地下室外墙水平施工缝处设置300mm宽3mm厚钢板止水带,增加渗流路径。
        (3)在底板中部预埋注浆管,形成防堵结合的防水体系。

图5 地下连续墙与基础底板交界处防水做法
        7.4地下室外墙与结构楼板交界处防水施工技术
        为保证地下室外墙与结构楼板交界处防水质量,采取在地下室外墙与结构楼板交界处地下连续墙和地下室外墙水平施工缝处涂刷水泥基渗透结晶型防水材料,1.5kg/m2,厚度不小于1.0mm,并于后续地下室外墙内侧防水连接形成整体,将该部位渗漏风险隔绝在地下室外墙外侧,确保防水闭合。同时,地下室外墙水平施工缝处均设置300mm宽3mm厚钢板止水带,预埋钢筋均涂刷防水涂料或预埋遇水膨胀止水条,增加渗流路径,如图6所示。

图6 地下室外墙与结构楼板交界处防水做法
        7.5地下室外墙与结构顶板交界处防水施工技术
        地下室外墙与结构顶板交界处防水将地下室外墙内侧防水沿施工缝施工至外墙外侧,并向上延伸至结构顶板上表面500mm宽。将地下室顶板上表面4mm厚自粘聚合物改性沥青自聚酯胎防水卷材在地下室外墙外侧向下延伸300mm,并采用密封材料作封头处理,与外墙刚性防水连接在一起,形成完善的防水体系。并在地下室外墙水平施工缝处均设置300mm宽3mm厚钢板止水带,增加渗流路径,如图7所示。

图7 地下室外墙与结构顶板交界处防水做法
        7.6桩头防水施工技术
        桩头作为防水工程的薄弱节点,施工时在桩头外表面采用水泥基渗透结晶型防水材料+10mm厚聚合物水泥防水砂浆+4mm厚自粘聚合物改性沥青自聚酯胎防水卷材,并在钢筋根部设置橡胶止水环,形成刚柔性结合的多道防水做法,如图8所示。

图8 桩头防水做法
        7.7格构柱穿底板防水施工技术
        穿底板格构柱处是防水工程的另一薄弱节点,其根部防水做法同桩头防水做法,为进一步提高防水质量在基础底板中部格构柱内外周边满焊止水钢板,增加渗流路径,如图9、图10所示。

图9 格构柱穿底板防水做法

图10 格构柱内外焊接止水钢板节点
        7.8基坑内降水井封堵防水施工技术
        降水井根部与垫层交界处采用聚合物水泥砂浆及密封膏施工成圆弧状,将底板防水卷材沿降水井管上返250mm,注意边缘密封;在井管中部焊接一圈5mm厚止水钢板,增加渗流路径;井管内封堵后在顶部采用5mm厚止水钢板焊接密实,阻断渗漏路径,如图11所示。

图11 基坑内降水井封堵防水做法
8 防水效果
        该工程对地下室分仓后浇带、水平结构与竖向结构交界处、桩头、降水井、穿底板格构柱等防水薄弱点位采取刚性防水和柔性防水结合的施工技术,有效结合了刚性防水的致密性、耐久性和柔性防水的伸缩性[2],使整个地下防水形成一个有机的整体共同作用,充分发挥防水材料的性能,保证了地下工程防水质量,取得了良好的防水效果[4]。
   
        图12 地面防水效果                        图13 墙面防水效果
9 结语
        地下工程防水渗漏问题一直以来就是建筑施工的一大顽疾,本文以大型城市综合体地下工程防水为例,遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则,详细阐述了刚柔性防水解决地下工程防水薄弱节点的施工工艺,取得了良好的防水效果,希望为类似工程提供借鉴。
       
       
参考文献:
[1]刘拼,李从号,徐可,等.刚性复合防水技术在地下工程中的应用[J].建筑施工,2019,41(09):1704-1706+1709.
[2]吴建明.“刚性防水”与“柔性防水”机理辨析[J].中国建筑防水,2020(01):54-57.
[3]赵宝,郑雅静,张秀川,等.十字交叉型超宽底板后浇带封闭施工技术[J].天津建设科技,2017,27(3):3-6.
[4] 杜义涛.浅谈刚性防水和柔性防水相结合的方法[J].黑龙江科技信息,2010(19):291.
作者信息:朱明华,男,1991年出生,工程师,中建一局集团建设发展有限公司,从事工程技术管理工作。
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